Способ управления сжиганием топлива в проходной печи

 

Изобретение, относится к области металлургии и может быть использовано при нагреве металла в многозонных проходных пламенных печах. Целью изобретения является улучшение топливоиспользования, повьшение производительности печи и снижение угара металла за счет изменения коэффициента расхода окислителя в зонах, в которых произошло изменение расхода топлива за период времени от момента ликвидации отклонения по содержанию кислорода в отходящих продуктах сгорания до момента возникновения следующего отклонения. При избытке кислорода в отходящих продуктах сгорания коэффициент расхода окислителя уменьшают в зонах, где расход топлива снизился, а при недостатке увеличивают в зонах, где расход топлива повысился. При синфазном изменении расхода топлива во всех зонах коэффициент расхода окислителя корректируют независимо от знака изменения расхода топлива. Корректирующий сигнал распределяют по зонам пропорционально отношению изменения расхода топлива в каждой зоне к общему изменению расхода топлива на корректирующие зоны. Коэффициент расхода окислителя увеличивают при достижении расхода воздуха в корректируемых зонах максимального значения в зоне с минимальной температурой металла и уменьшают при достижении расхода воздуха в корректируемых зонах минимального значения в зоне с максимальной температурой металла. (Л 00 сд | 4Sk 4 сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1357445 А 1 (51) 4 С 21 D 11/00

ВСЕС("Щ";.1ЯЯ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4033938/31-02 (22) 04.03.86 (46) 07.12.87. Бюл. ¹ 45 (71) Днепропетровский металлургический институт им. Л.И.Брежнева и Украинский государственный институт по проектированйю металлургических заводов (72) A.Ã.Ïàðàñþê, В.Д.Яременко, Э.П.Бобриков, А.В.Овсянников, М.П.Мирошниченко, М.А.Шершевер и Л.В.Бухонина (53) 621.783(088.8) (56) Каганов В.Ю., Блинов О.М,, Беленький А,M. Автоматизация управления металлургическими процессами.—

M.: Металлургия, 1974.

Авторское свидетельство СССР № 933756, кл. С 21 D 11/00, 1981. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СЖИГАНИЕМ

ТОПЛИВА В ПРОХОДНОЙ ПЕЧИ (57) Изобретение, относится к области металлургии и может быть использовано при нагреве металла в многозонных проходных пламенных печах. Целью изобретения является улучшение топливоиспользования, повьппение производительности печи и снижение угара металла за счет изменения коэффициента расхода окислителя в зонах, в которых произошло изменение расхода топлива за период времени от момента ликвидации отклонения по содержанию кислорода в отходящих продуктах сгорания до момента возникновения следующего отклонения. При избытке кислорода в отходящих продуктах сгорания коэффициент расхода окислителя уменьшают в зонах, где расход топлива снизился, а при недостатке увеличивают в зонах, где расход топлива повысился. При синфазном изменении расхода топлива во всех зонах коэффициент расхода окислителя корректируют независимо от знака изменения расхода топлива.

Корректирующий сигнал распределяют по зонам пропорционально отношению изменения расхода топлива в каждой зоне к общему изменению расхода топлива на корректирующие зоны. Коэффициент расхода окислителя увеличивают при достижении расхода воздуха в корректируемых зонах максимального зна- вил чения в зоне с минимальной температу- фф рой металла и уменьшают при достиже-.. нии расхода воздуха в корректируемых зонах минимального значения в зоне с максимальной температурой металла.

1357445

Изобретение относится к металлургии и может быть применено для нагрева металла в многозонных проходных пламенных печах.

Цель изобретения — улучшение топливоиспользования, уменьшение окалинообразования и повышение производительности печи, Указанная цель достигается тем, что коэффициент расхода окислителя корректируют в зонах, в которых произошло изменение расхода топлива за период времени от момента ликвидации отклонения по содержанию окислителя в отходящих продуктах сгорания топлива до момента возникновения следующего отклонения, причем при избытке окислителя в отходящих продуктах сгорания коэффициент расхода окислителя уменьшают в зонах, где расход топлива снизился, а при недостатке увеличивают в зонах, расход топлива в которых повысился. При синфазном изменении рахсдов топлива (при переходе на другой вид топлива, например, с газа на мазут и наоборот) во всех зонах коэффициент расхода окислителя корректируют независимо от знака изменения расхода топлива.

В количественном отношении корректирующий сигнал распределяется по зонам печи пропорционально отношению изменения расхода топлива на зону к общему изменению расхода на корректируемые зоны, При достижении расхода воздуха в корректиру-емых зонах максимально возможного значения коэффициент расхода окислителя увеличивают в зоне с минимальной температурой металла и уменьшают при достижении расхода воздуха в корректируемых зонах минимально возможного значения в зоне с максимальной температурой металла.

Коррекцию производят до тех пор, пока содержание окислителя в отходящих продуктах сгорания не соответствует заданному.

Пример 1. В кольцевой печи нагревают заготовки из углеродистой стали от 20 до 1220-1260 С и затем подают их на стан.

Печь имеет одну неотапливаемую и пять автономно отапливаемьгх зон и работает по принципу противотока. Нумерация отапливаемых зон IlpHHRTG no ходу движения металла. В каждой иэ них предусмотрены автоматическая стабилизация температур и соотношения расходов топливо — воздух (путем задания регуляторам соответствующих коэффициентов расходов воздуха). В неотапливаемой зоне между общим дымоотбором и первой отапливаемой зоной осуществляется непрерывный отбор отходящих продуктов сгорания для определения в них содержания 0z с помощью автоматического газоанализатора.

Максимально возможный расход топлива по зонам составляет. I зона

1250 нм II зона 1250 нм III зона

1250 нм ; IV зона 500 нм ; V зона

500 нм .

При прочих равных условиях минимум потребления топлива имеет место при содержании кислорода в отходящих продуктах сгорания, равном 1,81 и при изменении расхода топлива на каждые 100 нм, вызывающим изменение содержания кислорода в дыме, общий коэффициент расхода. окислителя необходимо изменить на 0,034, чтобы ликвидировать отклонение О .

При работе печи с температурами по зонам I-V 1100; 1200; 1230; 1250 и 1250 С и заданными коэффициентами расхода воздуха (e) 1,2; 1,1; 1,05;

0,95 и 0,95 расходы топлива по зонам составляют 800; 800; 700; 300;

250 нм . Содержание О 1,8Х.

В процессе работы во II-IV зонах происходит снижение расходов топлива соответственно на 600, 600 и 250 нм, что вызывает повышение окислителя в отходящих продуктах сгорания до 4,57.

Общее уменьшение коэффициента расхода окислителя равно 0„493. Корректирующий сигнал согласно предлагаемого способа распределяется: на II зону

0,2, на III зону 0,2; на IV зону

0,093, т.е. заданные значения к по по зонам II 0,9; III 0,85; IU 0,857.

Содержание кислорода в отходящих продуктах сгорания снижается до

1,957, но не достигает оптимального значения. Расходы воздуха во II-IV зонах достигают минимально допустимых значений, поэтому осуществляют дополнительную коррекцию согласно предлагаемого способа в Ч зоне (зоне выдачи), где металл имеет максимальную температуру, уменьшая d на 0,1, После этого содержание О в продуктах сгорания достигает оптимального значения 1,8Х.

1357445

После несклольких часов работы при таком режиме получают следующие экономические показатели: общий расход природного газа 1400 нмэ /ч, произво-. дительность печи 20 5 т/ч, удельный расход топлива 68,3 нм/т; время нагрева металла 40 мин, угар металла

1,04 от первоначального веса металла; температура металла на выдаче

1240 С.

После снятия экономических показателей корректирующий сигнал убран, содержание кислорода в отходящих продуктах сгорания равно 4,5Х. Его уменьшают известным способом, вводя последовательно коррекцию на уменьшение o(в I-V зонах на величину:

0,15 0,12; 0,1; 0,08 и 0,05. Содержание кислорода уменьшается до 2,3Х но не достигает оптимального. Поэтому осуществляют второй цикл коррекции, уменьшив о/ в I зоне на 0,15. После этого содержание О в продуктах сгорания достигает оптимального значения. После нескольких часов работы получают следующие экономические показатели: общий расход топлива

1400 нмз /ч, производительность печи

19,7 т/ч; удельный расход топлива

71 нм /ч, время нагрева металла

42 мин, угар металла 1,07 от первоначального веса металла, температура металла на выдаче 1235 С.

Пример 2. При работе печи с температурами по зонам I-V 1100;

1200; 1230; 1250 и 1250 С и заданными коэффициентами расхода воздуха

1,2; 1,1; 1,05; 0,95 и 0,95 расходы топлива по зонам составляют 800; 800;

700; 300 и 250 нм . Содержание О в отходящих продуктах сгорания 1,8 .

В процессе работы в III-V зонах расход топлива увеличивается соответственно на 500, 200 и 250 нм, что вызывает уменьшение содержания Og в продуктах сгорания до 1,25 . Общее изменение коэффициента расхода окислителя равно 0,323 ° Корректирующий сигнал согласно предлагаемого способа распределяется: на III зону 0,17; на IV зону 0,068; íà V зону 0,085, т.е. фактические заданные значения Ы по зонам стали ct III 0,88; Ы IU

0,882; ol V 0,865.

Содержание кислорода в отходящих продуктах сгорания повышается до

1,4Х, но не достигает оптимального значения. Расходы воздуха в III u IV

ЗО

35 зонах достигают максимального значе ния (12500; 5000, 5000 нм ), поэтому согласно предлагаемого способа осуществляют дополнительную коррекцию в I зоне (зоне посада), где металл имеет минимальную температуру, увеличивая о/ на 0,2, что приводит к повышению 0 в продуктах сгорания до оптимального значения 1,8Х. После нескольких часов работы при таком режиме получают следующие экономические показатели: общий расход природного газа 3800 нм /ч, производительность печи 70 т/ч; удельный расход топлива

54,3 нм /т; время нагрева металла

1 ч 0 мин, угар металла 1,04Х от первоначального веса, температура металла на выдаче 1245 C.

После снятия экономических показа" телей корректирующий сигнал убран, содержание О в продуктах сгорания

1,25 . Его повышают известным спосо" бом, последовательно вводя коррекцию по зонам I-V увеличения Ы на величину: 0 05; 0 08; 0 1; 0,.12. После подачи корректирующего сигнала в

IV зону содержание 0 оптимальное

1,8 . После нескольких часов работы получают следующие показатели: общий расход природного газа 3800 нмз /ч; производительность печи 67 т/ч; удель ный расход топлива 56,7 н/м ; время нагрева металла 1 ч 44 мин; угар металла 1,07Х от первоначального веса, о температура металла на выдаче 1240 С.

Пример 3. При поддержании в зонах I-U соответственно температур

1100; 1200; 1230 и 1250 С и с/ = 1,25, 1,2; 1,1; 0,9 и 0,9 содержание 0 составляет 0,5 ., расход топлива снижает во всех зонах в 1,5 раза (печь отапливается мазутом) . Для устранения отклонения 0 от заданного в IV зонах увеличивают o(на 0,6 0,6;

0,55; 0,45 и 0,4 соответственно.

После достижения О оптимального значения 1 8Х общий расход мазута

2730 м /ч, время нагрева металла 2 и 10 мин; производительность печи

41 т/ч; угар металла 1,5 ; удельный расход мазута 66,6 м /т; температура металла на выдаче 1240 С.

По истечении 3 ч работы возвращаются к исходным заданиям температуры и o((соответственно 1100; 1200; 1230

1250 и 1250 С и 1,25; 1,2; 1,1; 0,9

О 9 и 0,5 ) .

1357445

Составитель Г.Колченко

Техред И.Попович Корректор Г. Решетник

Редактор Н.Рогулич

Заказ 5970/24

Тираж 550 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Повышение 0 в продуктах сгорания проводят увеличением по зонам согласно известного способа с уменьшающимся шагом на величины 0,2; 0,2; О, 18;

0,15; 0,12. После первого цикла со5 держание О„ достигает 1,2%. Поэтому осуществляют второй цикл коррекции на те же величины, содержание 0

1,6%. Лишь после третьего цикла содержание 0 достигает оптимального значения 1,8%.

Общий расход мазута 2890 м /ч, время нагрева металла 2 и 18 мин, производительность печи 4 1 т/ч, угар металла 1,52%, удельный расход мазута 70,5 м /т, температура металла на выдаче 1420 С.

Таким образом, по сравнению с известным способом управления сжиганием топлива путем последовательной коррекции коэффициента расхода окислителя по зонам печи с последовательно уменьшающимся шагом от зоны к зоне, предлагаемый способ позволяет на кон- 2 кретной печи улучшить топливоиспольэование на 5%, уменьшить угар металла на + 1% и увеличить производительность печи на 3,5%.

Формула изобретения

1. Способ управления сжиганием топлива в проходной печи путем регулирования расхода окислителя с коррекцией его по составу отходящих продуктов сгорания, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения топливоиспользования, повышения производительности печи и снижения угара, коэффициент расхода окислителя изменяют в зонах, в которых произошло изменение расхода топлива за период времени от момента ликвидации отклонения по содержанию окислителя в отходящих продуктах сгорания до момента возникновения следующего отклонения, причем при избытке окислителя в отходящих продуктах сгорания коэффициент расхода окислителя уменьшают в зонах, где расход топлива снизился, а при недостатке увеличивают в зонах, где расход топлива повысился, при синфазном изменении расхода топлива во всех зонах коэффициент расхода окислителя корректируют независимо от знака изменения расхода топлива.

2, Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что корректирующий сигнал распределяют по зонам пропорционально отношению изменения расхода топлива в зоне к общему изменению расхода топлива на корректируемые зоны.

3. Способ по п.1„ о т л и ч а ю— шийся тем, что коэффициент расхода окислителя увеличивают при досI тижении расхода воздуха в корректируемых зонах максимального значения в зоне с минимальной температурой металла и уменьшают при достижении расхода воздуха в корректируемых зонах минимального значения в зоне с максимальной температурой металла,